自旋纳米振荡器研究取得突破

　　现代通讯技术的发展对微波器件的微型化、集成化、宽频化、低功耗等方面要求越来越高，在通讯、雷达、导航、遥感、以及医疗等领域，微波振荡器一直是微波系统不可替代的核心器件。然而，当前主流的微波振荡器，包括耿氏二极管振荡器、三极管振荡器、石英晶体振荡器等，受限于诸如工作频率的调节范围较小（<20%）、器件尺寸较大（微米量级）、很难实现微弱信号（微瓦以下）的高效检测等问题，影响在未来新型通讯技术中的应用。

　　最近，由山东大学为主的研究团队在国家重点基础研究发展计划的支持下，另辟蹊径，针对磁性隧道结基的新型自旋纳米振荡器进行了系统研究。研究人员通过生长具有垂直各向异性的磁性薄膜，利用微纳加工技术制备出直径约100纳米厚度约40纳米的自旋纳米振荡器，在自旋极化电流驱动下，实现了GHz高频微波输出，输出功率接近微瓦量级，其微波特性可以通过电流和外磁场来有效调控。他们进一步通过优化器件几何构型，利用形状各向异性实现了无外磁场下微波稳定输出。进而通过多个自旋纳米振荡器的串联，显著提升了微波输出功率，并实现了自旋纳米振荡器微波的无线发射及检测。目前，课题组正继续进行人工反铁磁基的自旋纳米振荡器攻关，有望将微波频率拓宽至太赫兹水平。

　　该工作所研制的自旋纳米振荡器表现出体积小、易调控、兼容好、功耗低等优点，对信息科学及新材料等领域相关技术的发展有着较大的推动作用，对未来的信息技术发展将发挥重要支撑和理论指导作用。